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1、.操作系统实 验 指 导 书孙 述 和 编计算机科学与技术学院2013 年 4 -6月用.目录实验一Win2K 交互命令与进程管理1实验二Linux 交互命令3实验三Linux vi 编辑器的使用以及编程实践10实验四Win2K 系统的管理功能13实验五Linux 进程控制与进程通信16实验六进程调度模拟程序设计20实验七页面置换模拟程序设计31实验八文件系统模拟程序设计40操作系统（ OS）实验报告参考模板59.实验一Win2K交互命令与进程管理一、实验目的：1、通过交互命令的操作实践，了解并熟悉Win2000/XP 系统的系统功能、文件和网络等的管理功能和方法；2、掌握使用任务管理器， 实
2、现对 Win2000/XP 系统的进程及内部资源利用率的分析管理；二、实验内容：1、Win2000/XP 系统的交互命令2、Win2000/XP 系统的任务管理器三、实验方法与步骤：1、转换当前驱动器（或盘符） ；2、目录管理；3、文件的创建、编辑、查看、复制、比较和改名等管理；4、本地网络配置与连接状态等的测试与查看等；5、打开任务管理器窗口，查看CPU 和内存的使用情况；6、进程（及活动程序）的查找、查看、撤销（杀死）；7、网络和用户活动情况监控；8、任务管理器中的其它菜单与功能。四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材 P.238-246 7.2.3P.250 8.1.4；2、字符交
3、互命令窗口及执行情况参见图1-1；3、任务管理器窗口参见图1-2.图 1-1图 1-2.实验二Linux交互命令一、实验目的：1、熟悉并掌握 Linux 系统的交互命令， 能够用交互字符命令实现： 目录管理、文件管理、文本文件的查看和编辑、文件的查找 /复制 /改名 /比较、本地网络配置与连接状态等的测试与查看等；2、了解并熟悉Linux 系统的进程管理，学会进程的查找、查看、撤销（杀死），分析系统核心资源分配和使用情况等；3、通过交互命令的操作实践，了解并熟悉Linux 系统的系统功能、文件和网络等的管理功能和方法；二、实验内容：1、掌握图形界面和字符界面下关机及重启的命令。2、掌握 Lin
4、ux 下获取帮助信息的命令：man、 info 、help以及其他实用程序。3、练习常用的 shell 命令三、实验方法与步骤：1、图形界面和字符界面下关机以及重启命令立即关机并重启动： shutdown r now 或者 reboot；立即关机： shutdown h now 或者 poweroff等待 10 分钟关机 /关机并重启： shutdown h 10 / shutdown r 102、获取帮助信息命令注： 内为可选命令help -dms：显示 shell 的内建指令的帮助信息man -akw name : 显示实用程序的有用信息和基本用法。name指定帮助内容， -a：对所有与
5、name 相关的内容进行帮助， -k：在整个手册中寻找指定字符串，-w: 显示手册页的位置。info name：获取相关命令的详细使用方法按 q 键返回到命令行例： help echo， man ls ,inform.3、目录操作命令，参见图2-1mkdir ：创建目录rm：删除文件和目录； rmdir 删除目录cp：复制目录和文件；cd：改变当前目录；ls -alrt name ：列出当前目录的内容；pwd 显示当前目录的路径图 2-1 目录操作4、文件操作命令，如图2-2，图 2-3gedit：编辑文本文档cat：显示文件内容； more：分屏显示 mx.c 内容； less：按页显示文件
6、，可使用翻页键； tail ：显示文件后几行； head：显示文件的前几行catfile1file2 ：连接 file1 和 file2 ； sort：将文本文件排序wc：统计文件 filename 中的行数、单词数和字符数od ：查看非文本文件； find ：查找文件或目录； cmp：比较文件差异grep：查找文件里符合条件的字符串；file ：测试文件类型.图 2-2.用 gedit 命令编辑文本文档图 2-3 文件操作命令.5、常用压缩与解压缩工具，见图2-4gzip：压缩文件，压缩后文件格式为.gz;gunzip:解压缩tar cvf ：打包；tar xvf : 解包图 2-46、进程
7、（及活动程序）的查找、查看、撤销（杀死） ； ps：用来显示当前进程的状态；ps aux | grep 查看程序是否正在运行；kill ：删除执行中的程序或工作；pkill ： ps 与 kill 的结合；at：系统将执行的任务排序.图 2-5 当前进程的状态7、网络和用户活动情况监控；ping:测试网络连接是否正常；ifconfig ：查看本机 IP 地址；netstat：看网络的联机状态；wall ：向所有用户广播信息write ：向另外一个用户发信息，以CTRL+D 结束mesgy|n :是否接受其他用户发来的信息FTP 客户端程序finger：查找并显示用户信息；who：查看其他登录的
8、用户whoami：查看登录用户自己的信息su：切换登录用户；passwd：更改用户密码chmod：改变文件访问权限；chown：改变文件的拥有者或群组stat：显示文件访问、修改时间、大小、属主和组以及许可模式等信息。.图 2-6 网络和用户活动情况图 2-7 显示文件属性.8、系统相关的命令dmesg：显示机器引导时内核显示的状态信息free：查看系统内存，虚拟内存占用情况；df：显示指定磁盘文件的可用空间；du：查看目录中各级子目录使用的硬盘空间top：动态实时查看系统内存，CPU，进程hostname：查看主机名； uname：显示系统信息date：显示和更改系统日期，时间clock -
9、w ：将系统时间写入CMOS； clock -s:根据 CMOS 时间自动设置系统时间 ; cal:显示日历图 2-8 系统命令四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材P.223-229 7.1.5-6；2、字符交互命令窗口及执行情况参见图2-1 至图 2-4；3、进程、网络、用户、系统等命令窗口参见图2-5 至图 2-8.实验三Linux vi编辑器的使用以及编程实践一、实验目的：1、熟悉 Linux 系统中的 vi 编辑器，能够使用vi 编辑器建立、编辑、显示以及加工处理文本文件。2、理解 Shell 程序的设计方法，熟悉Shell 程序的编辑、运行、调试方法与过程。二、实验内容：1、
10、熟悉 Linux 系统的 vi 编辑器掌握三种模式下常用命令的使用编辑模式命令： a, A, i , I, o, O, ESC, : , 回车， ZZ显示模式命令： ctrl+d/u/b/f ，: 数字， x, X, dd, ndd, Y, nyy, p/P, ?name等命令模式：w，：q，:! , :n , :set nu, :f 等2、熟悉 Shell 编程实践，编写简单的C 语言程序，并编译运行与显示结果。三、实验方法与步骤：1、vi 编辑器的基本使用，三种模式下各个命令使用编编编 编vi 编编编编 编 ZZ编编 编编编编编 编编编 编 i,o,a编编 编编编ESC 编编 编编编编编编
11、 编图 3-1 vi 编辑器三种模式之间的转换vi 编辑器的界面，如图 3-2 所示。1) 在命令状态键入 vi test.c 回车进入编辑模式2) 按 i 或 a 后，进入插入模式后，开始编写程序代码3) 编写完毕后，按 ESC 退到编辑模式4) 键入 :wq 保存退出.图 3-2 vi 编辑界面2、c 程序编译与运行图 3-3 c 程序的编译与运行3、c 程序的调试， gdb 命令b/break:设置断点； delete：清除断点；c/continue：继续终止的程序；r/run：运行程序； step/s：单步进行，进入函数；next/n：单步不进入函数；list/l ：显示源代码，每次1
12、0 行； kill ：终止正在调试的程序file ：装入将要调试的文件；print ：先死 queue中的内容； q:退出 gqb.图 3-4 gdb 调试程序示例四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材P.248-250 8.1.3；2、vi 编辑器的使用情况参见图3-1 和图 3-2；3、c 语言程序编译运行及调试参见图3-3 和图 3-4.实验四Win2K系统的管理功能一、实验目的：1、熟悉并掌握 Win2K 这个注册表编辑器，熟悉注册表根键的内容与作用2、熟悉 Win2K 服务管理工具，了解开机自动启动的服务，掌握设置服务启动和停止的方法二、实验内容：1、熟悉 Win2000 系统
13、的管理功能，备份注册表2、修改注册表，屏蔽桌面“回收站”图标3、停止 Win2K “自动升级”服务三、实验方法与步骤：1、打开并备份注册表2、查找并分析对应根键以及子键，删除或修改相应的键值，重启观察效果3、打开服务管理器，查找相应服务，修改后重启观察变化4、打开安全中心，启动或停止“自动升级”、“防火墙”等5、运行系统配置实用程序，管理系统自动启动的程序或项目四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材P.231-2387.2.2，P.251-2528.2.2-3；2、注册表编辑器窗口参见图4-1；运行： regedit 命令3、服务管理器窗口参见图4-2；打开：控制面板管理工具服务4、安全
14、中心窗口参见图4-3打开：控制面板安全中心5、系统配置实用程序窗口参见图4-4运行： msconfig 命令.图 4-1 注册表编辑器窗口图 4-2 服务管理器窗口.图 4-3 安全中心窗口图 4-4 系统配置实用程序窗口.实验五Linux进程控制与进程通信一、实验目的：1、掌握进程的概念，明确进程和程序的区别。认识和了解并发执行的实质。分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。2、了解什么是管道，熟悉Linux 支持的管道通信方式二、实验内容：1、进程创建。编写一段程序，使用系统调用fork() 创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上
15、显示一个字符：父进程显示“ a“；子进程分别显示字符” b“和字符“ c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。2、进程控制。修改已编写的程序，将每一个进程输出一个字符改为每一个进程输出一句话，用 getpid()和getppid()获得当前进程号和父进程号，观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。3、进程的管道通信。编写程序实现进程的管道通信，使用系统调用pipe()建立一个管道，二个子进程 P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message!Child 2is sending a message!父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要
16、求先接收P1，再接收 P2）。三、实验方法与步骤：1、进程的创建，参考程序# include#include#includeint main()int p1, p2;while(p1=fork()=-1);if(p1=0)putchar(b);/* 在子进程 1 中 */else/* 在父进程中 */ while(p2=fork()=-1);if(p2=0)putchar(c);/* 在子进程 2 中 */.else /* 在父进程中 */ putchar(a);printf(n);return 0;2、进程的控制，参考程序# include#include#includeint main()
17、int p1, p2, i;while(p1=fork()=-1);if(p1=0)printf(daughter,myid is %d, my parentsidis %dn,getpid(),getppid();elsewhile(p2=fork()=-1);if(p2=0)printf(son,my id is %d, my parentsid is %dn,getpid(),getppid(); elseprintf(parents,myidis%d,myparentsidis %dn,getpid(),getppid();return 0;3、进程的管道通信，参考程序# includ
18、e# include# include#include int pid1,pid2;int main().int fd2;char OutPipe100,InPipe100;pipe(fd);while(pid1=fork()=-1);if(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(OutPipe,child 1 process is sending message!); write(fd1,OutPipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork()=-1);if(pid2=0)lockf(fd1,1,0
19、);sprintf(OutPipe,child 2 process is sending message!); write(fd1,OutPipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewait(0);read(fd0,InPipe,50);printf(%sn,InPipe);wait(0);read(fd0,InPipe,50);printf(%sn,InPipe);exit(0);return 0;四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材P.252-254 8.3.1-2；2、进程异步并发执行情况参见图5-1，图 5-2；3、进程的管道通信执
20、行情况参见图5-3；.图 5-1 异步并发执行测试程序运行结构示例图 5-2 进程控制运行示例图 5-3 进程的管道通信运行示例.实验六进程调度模拟程序设计一、实验目的：1、通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念；2、加深对进程运行状态和进程调度过程的了解和理解；3、加深对调度算法的理解。二、实验内容：给出进程调度的算法描述：1、用 c+语言编程实现对 N个进程采用某种进程调度算法调度执行的模拟；2、调度程序应包含两种不同调度算法，运行时任选一种，以利于各种方法的分析和比较；3、主程序流程图如图 6-1。.编 编编 编 编 编 编编 编 编 编 编 编编 编 编 编 编 编编 编
21、编 编 编 编编编 编 编 编 编 编编 编 编 编编编 编 编 编编编 编 编 编 编 编编编编 编 编 编 编 编编 编 编 编 编编编编编 编 编 编 编 编编 编 编 编编编编 编 编 编 编 编编 编 编 编 编 编编编 编图6-1 进程调度模拟程序流程图.三、实验方法与步骤：进程调度实验参考代码#include iostream.h#include windows.h#define N 3typedef structint ID;int PRIORITY;int CPUTIME;int ALLTIME;int STARTBLOCK;int BLOCKTIME;int STATE;/
22、0-运行 1- 阻塞 2- 就绪 3- 结束 4- 未到达int REACH;int TIME;PROCESS;void textcolor (int color) SetConsoleTextAttribute (GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE), color ); void main()int i,time,max,l,l1,time1,flag=0,total=0,N,server10,sum=0;PROCESS pro10;textcolor(13);cout注意：本程序中状态代表如下endl0-运行1-阻塞2-就绪3-结束4-未到达endlendl;t
23、extcolor(15);coutN;couttime;cout请输入各进程初始状态:endl;.coutID PRIORITY REACH ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIMEendl;for(i=0;iproi.IDproi.PRIORITYproi.REACH;cinproi.ALLTIMEproi.STARTBLOCKproi.BLOCKTIME;serveri=proi.ALLTIME;if(proi.REACH=0) proi.STATE=0;else proi.STATE=4;docoutendl当前时刻为 :total;textcolor(12);coute
24、ndl=各进程状态为 =endl;textcolor(15);coutID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATEendl; for(i=0;iN;i+)coutproi.ID proi.PRIORITY proi.CPUTIME ; coutproi.ALLTIME proi.STARTBLOCK proi.BLOCKTIME proi.STATE;coutendl;total+=time;for(i=0;iN;i+)if(proi.STATE=4&proi.REACHtotal)proi.STATE=1;for(i=0;iN;
25、i+)time1=proi.ALLTIME;if(proi.STATE=0)if(proi.ALLTIME=time)/proi.CPUTIME+=time1;.proi.ALLTIME=0;proi.STATE=3;proi.TIME=total-time+time1;else/proi.CPUTIME+=time;proi.ALLTIME-=time;proi.STARTBLOCK-;if(proi.STARTBLOCK=0)proi.STATE=1;proi.BLOCKTIME=time1;proi.STARTBLOCK=time1;proi.PRIORITY-=3;proi.TIME=
26、total;if(proi.STATE=1)proi.BLOCKTIME-;if(proi.BLOCKTIME=0) proi.STATE=2;proi.TIME=total;if(proi.STATE=2)/proi.CPUTIME+=time;proi.PRIORITY+;proi.TIME=total;max=-100;l1=-1;l=-1;.for(i=0;imax&(proi.STATE=0|proi.STATE=2)l=i;max=proi.PRIORITY;if(proi.STATE=0) l1=i;if(l!=-1&l!=l1) prol.STATE=0;if(l1!=-1)
27、prol1.STATE=2;flag=0;for(i=0;iN;i+)if(proi.STATE!=3)flag=1;break;if(flag=0) break;while(1);coutendl当前时刻 :total;textcolor(12);coutendl各进程状态为 endl;textcolor(15);coutID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATEendl;for(i=0;iN;i+)coutproi.IDproi.PRIORITYproi.CPUTIME;coutproi.ALLTIMEproi.STARTB
28、LOCKproi.BLOCKTIMEproi.STATE;coutendl;coutendl各进程运行结束!endl;cout 进程号到达时间结束时间周转时间带权周转时间endl;.textcolor(10);for(i=0;iN;i+)coutproi.IDproi.REACHproi.TIMEproi.TIME-proi.REACH(float)(proi.TIME-proi.REACH)/serveriendl;sum+=proi.TIME-proi.REACH;cout 平均周转时间为:(float)sum/Nendl;textcolor(15);四、实验素材1、需要阅读的参考资料，参见教材P.256-2578.4.1-3；2、进程调用模拟程序实验结果如下实验结果